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摘要
为了快速准确得分析声子晶体的能带结构，该文基于工程与科学计算仿真平台SiPESC，开发了一类高效三维声子晶体能带结构分析软件。软件针对能带结构分析过程中计算量庞大的Hermitian矩阵的广义特征值求解问题和边界约束节点匹配问题，提出了相关软件设计方案。针对Hermitian矩阵的广义特征值求解，在实对称矩阵子空间迭代法的基础上，发展了Hermitian矩阵子空间迭代法。针对边界约束节点匹配问题，该文将三维周期性条件划分为点、边、面约束分别处理。针对面约束，该文使用定位格匹配策略将单层的点-点匹配更改为2层的点-定位格-点加速匹配。开展了与多物理场分析软件COMSOL进行数值算例对比。使用三维局域共振声子晶体算例验证了软件在满足数值精度的前提下计算效率高于对比软件。通过大规模模型算例验证了软件具有高效的大规模计算能力。
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单位大连理工大学; 工业装备结构分析国家重点实验室
